KR100502212B1 - Image Sensor And Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 중심부분에 공간부를 형성하는 간격유지용기판을 광이 투과하는 광투과기판의 저면부분에 접착하여 고정하고, 이 간격유지용기판의 내측 저면에 범프층을 형성시켜 제 1도전부재로 부착하여 칩을 실장하고, 상기 제1도전부재의 외측 저면에도 범프층을 형성시켜 제 2도전부재로 부착하여 모듈에 실장하므로 이미지센서의 크기를 줄여주고, 구조를 간단하게 함으로써 생산성을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor and a method for manufacturing the same, and in particular, a space keeping substrate, which forms a space portion at a central portion thereof, is adhered to and fixed to a bottom portion of a light transmitting substrate through which light passes. A bump layer is formed on the inner bottom surface to attach the chip to the first conductive member, and a bump layer is also formed on the outer bottom surface of the first conductive member to attach the second conductive member to the module to mount the chip. It is a very useful and effective invention that reduces productivity and improves productivity by simplifying the structure.
Description
본 발명은 이미지 센서(Image Sensor)에 관한 것으로, 특히, 중심부분에 공간부를 형성하는 간격유지용기판을 광이 투과하는 광투과기판의 저면부분에 접착하여 고정하고, 이 간격유지용기판의 내측 저면에 범프층을 형성시켜 제 1도전부재로 부착하여 칩을 실장하고, 상기 제 1도전부재의 외측 저면에도 범프층을 형성시켜 제 2도전부재로 부착하여 모듈에 실장하므로 이미지센서의 크기를 줄여주고, 구조를 간단하게 함으로써 생산성을 향상하도록 하는 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor, and in particular, a space keeping substrate, which forms a space portion at a central portion thereof, is adhered to and fixed to a bottom portion of a light transmitting substrate through which light is transmitted, A bump layer is formed on the bottom surface to attach the chip to the first conductive member, and a chip layer is also formed on the outer bottom surface of the first conductive member to attach the second conductive member to the module to reduce the size of the image sensor. The present invention relates to an image sensor and a method of manufacturing the same, to improve productivity by simplifying the structure.
일반적으로, 이미지센서(Image Sensor)는, 디지털카메라, 캠코더등과 같이 화상을 이미지화하여 사용자가 볼 수 있도록 신호를 전기적으로 저장하여 수시로 화면으로 볼 수 있도록 전기적인 신호를 제공하도록 하는 반도체장치의 일종이다.In general, an image sensor is a kind of semiconductor device that provides an electrical signal so that a user can view the screen at any time by electrically storing a signal such as a digital camera or a camcorder to image the image. to be.
도 1은, 종래의 일반적인 실시예의 이미지 센서의 구성이다.1 is a configuration of an image sensor of a conventional general embodiment.
종래 이미지 센서(A)의 구성은, 세라믹기판(1)에 중심 부분에 공간부(3)를 갖는 제1보조기판(2)을 접착하여 고정하고, 상기 공간부(3)를 통하여 세라믹기판(1)에 칩(5)을 실장하도록 한다.In the conventional configuration of the image sensor (A), the first substrate (2) having the space portion 3 in the center portion is bonded to the ceramic substrate (1) by fixing, and through the space portion (3) ceramic substrate ( The chip 5 is mounted in 1).
그리고, 상기 제1보조기판(2)의 패턴과 상기 칩(5)의 패턴사이에 와이어(6)를 사용하여 전기적으로 서로 연결하도록 한다.The wire 6 is electrically connected between the pattern of the first auxiliary substrate 2 and the pattern of the chip 5 to be electrically connected to each other.
그리고, 상기 제1보조기판(2) 상에 칩(5)과 일정한 간격을 유지할 수 있도록 하는 제2보조기판(4)를 접착하여 고정하도록 한다.In addition, the second auxiliary substrate 4 may be adhered and fixed on the first auxiliary substrate 2 so as to maintain a predetermined distance from the chip 5.
상기 제2보조기판(4) 상측면에는 칩(5)으로 광이 투과할 수 있는 옵티컬글래스(Optical Glass)(7)를 접착하여 최종적인 이미지센서(A)를 제조하도록 한다.On the upper side of the second auxiliary substrate 4, an optical glass 7 through which light may pass through the chip 5 is bonded to prepare a final image sensor A.
상기 이미지센서(A)는, 모듈에 실장하여 사용하도록 한다.The image sensor A is mounted on a module to be used.
그런데, 이 방식은 도면에 도시된 바와 같이, 복잡한 구조와 복잡한 제조방법을 가지고 있으며, 상대적으로 제품의 크기가 칩의 크기에 비하여 약 200%이상을 가지는 단점을 지닐 뿐만아니라 세라믹기판을 사용하므로 원가가 증가하며, 집적도의 한계로 인하여 고화질용에 적용하는 데 한계를 지닌다.However, this method has a complicated structure and a complicated manufacturing method, as shown in the drawing, and has a disadvantage that the size of the product is about 200% or more compared to the size of the chip, as well as the cost of using a ceramic substrate Is increased, and due to the limitation of the degree of integration, there is a limit to the application to high definition.
한편, 이미지센서를 제조하는 다른 두 번째 방법에는, 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)기판으로 제조하는 방법이 있으며, 이 타입은 볼 그리드 어레이 기판에 상기 와이어 본딩을 이용하여 이미지센서를 제조하는 방법이다.Meanwhile, another second method of manufacturing an image sensor is a method of manufacturing a ball grid array substrate, and this type is a method of manufacturing an image sensor using the wire bonding on a ball grid array substrate. .
그런데, 이 두 번째 방법 역시 와이어본딩 기술을 적용하므로 상기한 첫 번 째 방법과 같이 이미지센서의 크기가 칩 사이즈에 비하여 최소 150% 이상의 크기를 가지므로 고집적 칩의 적용에는 한계를 극복하지 못하는 문제점을 지닌다.However, since this second method also uses wire bonding technology, the size of the image sensor is at least 150% larger than the chip size as in the first method described above. Have
그리고, 이미지센서를 제조하는 세 번째 방법에는, 쉘 케이스사에서 제안한 쉘 케이스(Shell Case)타입이 있으며, 이 구조는 복잡하지만 상당하게 작은 크기를 갖는 획기적인 디자인을 갖는 이미지 센서이다.The third method of manufacturing an image sensor includes a shell case type proposed by Shell Case, which is an image sensor having a breakthrough design with a complex size but a relatively small size.
그런데, 이 세 번째 방법은, 상당히 복잡한 구조를 가지고 있어 많은 공정을 거쳐야 하므로 제조 방법이 복잡하고, 제조비용이 증가하는 단점을 지닌다.However, this third method has a disadvantage that the manufacturing method is complicated and the manufacturing cost increases because it has a fairly complicated structure and requires many processes.
또한, 제조시 이미지 센서의 웨이퍼의 두께에서 제조를 위한 여유가 적으므로 상대적으로 두꺼운 형태의 칩구조를 가지고 있으며, 그 외에 이중글래스 구조를 가지므로 방열 특성이 저하되어져 고성능 칩의 적용에 어려움을 가지며 고집적 이미지센서에는 적합하지 않은 구조를 가지고 있다.In addition, it has a relatively thick chip structure because there is little margin for manufacturing in the thickness of the wafer of the image sensor during manufacturing, and in addition to the double glass structure, the heat dissipation characteristics are reduced, which makes it difficult to apply a high performance chip. It has a structure that is not suitable for highly integrated image sensors.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 중심부분에 공간부를 형성하는 간격유지용기판을 광이 투과하는 광투과기판의 저면부분에 접착하여 고정하고, 이 간격유지용기판의 내측 저면에 범프층을 형성시켜 제 1도전부재로 부착하여 칩을 실장하고, 상기 제 1도전부재의 외측 저면에도 범프층을 형성시켜 제 2도전부재로 부착하여 모듈에 실장하므로 이미지센서의 크기를 줄여주고, 구조를 간단하게 함으로써 생산성을 향상하는 것이 목적이다.The present invention has been made in view of this point, and the gap holding substrate forming the space portion at the center portion is adhered to and fixed to the bottom portion of the light transmitting substrate through which light is transmitted, and the bump is placed on the inner bottom surface of the gap holding substrate. A chip is formed by attaching a layer to a first conductive member to form a layer, and a bump layer is formed on an outer bottom surface of the first conductive member to attach a second conductive member to a module, thereby reducing the size of the image sensor. It is an object to improve productivity by making it simple.
이러한 본 발명의 목적은, 투과한 광을 전기적인 신호로 변환하여 이미지를 읽어내도록 하는 이미지센서에 있어서, 광을 투과하는 광투과기판과; 상기 광투과기판의 저면 부분에 공간부(갭(Gap)이라 함)를 갖고 패턴이 형성되어 접착되는 간격유지용기판과; 상기 간격유지용기판의 패턴에 전기적으로 도전되도록 내측 저면 및 외측 저면에 각각 형성된 범프층과; 상기 범프층의 내측 저면에 부착되어 전기적으로 도전되는 제1도전부재와; 상기 제1도전부재에 의해 실장되어 전기적으로 연결되고, 상기 광투과기판을 통하여 투과된 빛을 공간부를 통하여 수용하여 신호화하는 칩과; 상기 간격유지용 기판의 외측 저면에 형성된 범프층에 부착되어 모듈에 이미지센서를 전기적으로 도전되도록 실장하는 제2도전부재를 포함하여 이루어진 이미지 센서를 제공함으로써 달성된다.An object of the present invention, the image sensor for converting the transmitted light into an electrical signal to read the image, comprising: a light transmitting substrate for transmitting the light; A space keeping substrate having a space portion (called a gap) on the bottom portion of the light transmitting substrate and having a pattern formed thereon; A bump layer formed on each of an inner bottom surface and an outer bottom surface of the gap holding substrate to electrically conduct the pattern; A first conductive member attached to an inner bottom of the bump layer and electrically conductive to the bottom surface of the bump layer; A chip mounted by the first conductive member and electrically connected to the chip, and configured to receive and signal light transmitted through the light transmitting substrate through a space part; It is achieved by providing an image sensor comprising a second conductive member attached to a bump layer formed on the outer bottom surface of the gap maintaining substrate to mount the image sensor to the module to electrically conductive.
그리고, 상기 광투과기판의 재질은, 유리, 석영 또는 투광성 폴리머 중에 어느 하나를 사용하도록 한다.또한 상기 광투과용기판과 간격유지용기판을 하나의 재료로 일체로 형성하여, 상기 공간부를 기계적, 화학적 연마 공정으로 제조하는 것도 가능하다.The light transmissive substrate may be made of glass, quartz, or a light transmissive polymer. The light transmissive substrate and the space keeping substrate may be integrally formed of one material, and the space may be mechanically selected. It is also possible to manufacture by chemical polishing process.
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그리고, 상기 범프층은, 접착층, 젖음층 및 산화방지층으로 이루어진 복합층으로 이루어진다. 또한 스터드 범프(Stud Bump)를 형성하여 범프층으로 사용할 수 있다.The bump layer is composed of a composite layer consisting of an adhesive layer, a wet layer, and an antioxidant layer. In addition, a stud bump may be formed and used as a bump layer.
상기 제 1도전부재는, 솔더볼, ACA(Anistopic Conductive Adhesive) 또는 ACF(Anistopic Conductive Film)중에 어느 하나를 사용할 수 있으나, 솔더볼을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The first conductive member may be any one of a solder ball, an anistopic conductive adhesive (ACA), or an anistopic conductive film (ACF), but it is most preferable to use a solder ball.
상기 제 2도전부재는, 솔더볼을 사용하는 것이 바람직하며 솔더볼의 형성은 솔더 볼의 직접 접합, 혹은 솔더 재료를 습식도금, 건식도금 및 스크린프린팅으로 1차 형성 시킨 후, 리플로우(Reflow)를 통해 구형의 솔더 볼을 형성하는 것이 가능하다. 또한 원기둥 형상의 솔더컬럼(Solder Column)을 사용할 수 있다.The second conductive member is preferably a solder ball, and the formation of the solder ball is performed by direct bonding of the solder balls or first forming a solder material by wet plating, dry plating, and screen printing, and then reflowing the same. It is possible to form a spherical solder ball. It is also possible to use a cylindrical solder column.
그리고, 상기 제 2도전부재로, 도전핀(Pin)을 사용할 수 있다.A conductive pin may be used as the second conductive member.
본 발명의 다른 목적은, 투과한 광을 전기적인 신호로 변환하여 이미지를 읽어내도록 하는 이미지센서 제조방법에 있어서, 간격유지용 기판에 전기 회로인 패턴을 형성하는 단계와; 광투과기판의 저면 중심부분에 공간부를 갖는 간격유지용기판을 접착하는 단계와; 상기 간격유지용 기판의 내측 저면과 외측 저면에 범프층을 각각 형성하는 단계와; 상기 범프층의 내측 저면에 제 1도전부재로 칩을 실장하는 단계와; 상기 범프층의 외측 저면에 제 2도전부재를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 제 1실시예에 따른 이미지센서 제조방법을 제공함으로써 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an image sensor for converting transmitted light into an electrical signal to read an image, the method comprising: forming an electrical circuit pattern on a space keeping substrate; Bonding a space keeping substrate having a space portion to a central portion of a bottom surface of the light transmitting substrate; Forming bump layers on an inner bottom surface and an outer bottom surface of the gap keeping substrate; Mounting a chip on the inner bottom surface of the bump layer as a first conductive member; It is achieved by providing an image sensor manufacturing method according to the first embodiment comprising the step of forming a second conductive member on the outer bottom surface of the bump layer.
본 발명의 또 다른 목적은, 투과한 광을 전기적인 신호로 변환하여 이미지를 읽어내도록 하는 이미지센서 제조방법에 있어서, 상기 간격유지용 기판에 전기 회로인 패턴을 형성하는 단계와; 광투과기판의 저면에 중심부분에 공간부를 갖는 간격유지용기판을 접착하는 단계와; 상기 간격유지용 기판의 내측 저면과 외측 저면에 각각 범프층을 형성하는 단계와; 상기 범프층의 외측 저면에 제 2도전부재를 형성하는 단계와; 상기 범프층의 내측 저면에 제 1도전부재로 칩을 실장하는 단계를 포함하여 이루어진 제 2실시예에 따른 이미지센서 제조방법을 제공함으로써 달성된다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor for converting transmitted light into an electrical signal to read an image, the method comprising: forming an electrical circuit pattern on the space keeping substrate; Bonding a space keeping substrate having a space at a central portion to a bottom surface of the light transmitting substrate; Forming bump layers on an inner bottom surface and an outer bottom surface of the gap maintaining substrate; Forming a second conductive member on an outer bottom surface of the bump layer; It is achieved by providing an image sensor manufacturing method according to a second embodiment comprising the step of mounting a chip on the inner bottom surface of the bump layer as a first conductive member.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.
우선, 도 2는 본 발명에 따른 이미지 센서의 분해 상태를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 이미지 센서의 조립 상태를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이미지 센서에서 제 1도전부재가 기판에 접착된 상태를 상세하게 보인 도면이며, 도 5(a) 내지 도 5(f)는, 본 발명의 제 1실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 순차적으로 보인 도면이고, 도 6(a) 내지 도 6(g)는, 본 발명의 제 2실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 순차적으로 보인 도면이다.First, Figure 2 is a view showing an exploded state of the image sensor according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing an assembled state of the image sensor according to the present invention, Figure 4 is a first conductive member in the image sensor according to the present invention 5A to 5F are views showing in detail a state in which an adhesive is bonded to a substrate, and FIGS. 5A to 5F sequentially show a manufacturing method of an image sensor according to a first embodiment of the present invention. a) to 6 (g) are views sequentially showing a method of manufacturing an image sensor according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 구성은, 투과한 광을 전기적인 신호로 변환하여 이미지를 읽어내도록 하는 이미지센서에 있어서, 광을 투과하는 광투과기판(10)과; 상기 광투과기판(10)의 저면 부분에 공간부(22)를 갖고 패턴이 형성되어 접착되는 간격유지용기판(20)과; 상기 간격유지용기판(20)의 패턴에 전기적으로 도전되도록 내측 저면 및 외측 저면에 각각 형성된 범프층(24)과; 상기 범프층(24)의 내측 저면에 부착되는 제 1도전부재(30)와; 상기 제 1도전부재(30)에 실장되어 전기적으로 연결되고, 상기 광투과기판(10)을 통하여 투과된 빛을 공간부(22)를 통하여 수용하여 신호화하는 칩(40)과; 상기 간격유지용기판(20)의 외측 저면에 형성된 범프층(24)에 부착되어 모듈(60)에 이미지센서(B)를 전기적으로 도전되도록 실장할 수 있는 제 2도전부재(50)를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image sensor for converting transmitted light into an electrical signal to read an image, the image sensor comprising: a light transmitting substrate 10 for transmitting light; A space keeping substrate 20 having a space portion 22 at a bottom portion of the light transmitting substrate 10 and having a pattern formed thereon; A bump layer 24 formed on each of an inner bottom surface and an outer bottom surface of the gap holding substrate 20 to electrically conduct the pattern; A first conductive member 30 attached to an inner bottom surface of the bump layer 24; A chip (40) mounted on the first conductive member (30) and electrically connected thereto to receive and signal light transmitted through the light transmitting substrate (10) through the space portion (22); Including a second conductive member 50 attached to the bump layer 24 formed on the outer bottom surface of the gap maintaining substrate 20 to mount the image sensor (B) to the module 60 to electrically conductive. Is done.
그리고, 상기 광투과기판(10)의 재질은, 유리, 석영 또는 투광성 폴리머 중에 어느 하나를 사용하도록 한다.As the material of the light transmissive substrate 10, any one of glass, quartz, or a light transmitting polymer is used.
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상기 광투과용기판(10)과 간격유지용기판(20)을 하나의 광투과 재료로 일체로 형성하여, 상기 공간부를 기계적, 화학적 연마 공정으로 공간부(22)를 형성하는 것도 가능하다.The light transmitting substrate 10 and the space keeping substrate 20 may be integrally formed of one light transmitting material, and the space 22 may be formed by a mechanical and chemical polishing process.
그리고, 상기 범프층(20)은, 접착층, 젖음층 및 산화방지층으로 이루어진 복합층으로 이루어진다. 또한 스터드 범프(Stud Bump)를 형성하여 범프층으로 사용할 수 있다.The bump layer 20 is formed of a composite layer including an adhesive layer, a wet layer, and an anti-oxidation layer. In addition, a stud bump may be formed and used as a bump layer.
상기 제 1도전부재(30)는, 솔더볼, ACA(Anistopic Conductive Adhesive) 또는 ACF(Anistopic Conductive Film)중에 어느 하나를 사용할 수 있으나, 솔더볼을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The first conductive member 30 may be any one of a solder ball, an anistopic conductive adhesive (ACA), or an anistopic conductive film (ACF), but it is most preferable to use a solder ball.
상기 제 2도전부재(50)는, 솔더볼을 사용하는 것이 바람직하며 솔더볼의 형성은 솔더볼의 직접 접합, 혹은 솔더 재료를 습식도금, 건식도금 및 스크린프린팅으로 1차 형성 시킨 후, 리플로우(Reflow)를 통해 구형의 솔더볼을 형성하는 것이 가능하다. 또한 원기둥 형상의 솔더컬럼(Solder Column)을 사용할 수 있다.The second conductive member 50 is preferably a solder ball, and the formation of the solder ball may be performed by direct bonding of the solder ball or by first forming a solder material by wet plating, dry plating, and screen printing, and then reflowing the solder ball. It is possible to form a spherical solder ball through. It is also possible to use a cylindrical solder column.
그리고, 상기 제 2도전부재(50)로, 도전핀(Pin)을 사용할 수 있다.A conductive pin may be used as the second conductive member 50.
이하, 도 5(a) 내지 도 5(f)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 이미지 센서(B)의 제조방법을 살펴 보도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the image sensor B according to the first embodiment of the present invention will be described as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (f).
도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 광투과기판(10)을 소정의 크기로 사각형상으로 가공한 후, 이 광투과기판(10)의 저면 중심부분에 사각형상의 공간부(22)를 갖는 간격유지용기판(20)을 접착하도록 한다.5 (a) and 5 (b), the light transmissive substrate 10 is processed into a rectangular shape with a predetermined size, and then a rectangular space is formed at the center of the bottom surface of the light transmissive substrate 10. A gap holding substrate 20 having a portion 22 is bonded to each other.
이 때, 상기 광투과기판(10)의 재질은, 유리, 석영 또는 투광성 폴리머 중에 어느 하나를 사용하도록 한다.At this time, the material of the light transmissive substrate 10 is to use any one of glass, quartz or light transmitting polymer.
상기 광투과용기판(10)과 간격유지용기판(20)은 별도로 분리되지 않은 하나의 광투과 재질을 사용하여 화학,기계적 연마를 통하여 공간부(22)를 형성하도록 할 수도 있다.The light transmissive substrate 10 and the space keeping substrate 20 may be formed using a single light transmissive material that is not separately separated to form the space portion 22 through chemical and mechanical polishing.
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그리고, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 상기 간격유지용 기판(20)의 저면에 칩(40)과의 접착을 용이하게 하는 범프층(24)을 형성하도록 한다.As shown in FIG. 5C, the bump layer 24 may be formed on the bottom surface of the gap maintaining substrate 20 to facilitate adhesion with the chip 40.
상기 범프층(24)은, 접착층(25), 젖음층(26) 및 산화방지층(27)으로 이루어진 복합층인 것이 바람직하나, 단일층으로 형성하여도 무방하다.The bump layer 24 is preferably a composite layer composed of the adhesive layer 25, the wet layer 26, and the antioxidant layer 27, but may be formed as a single layer.
도 5(d)에 도시된 바와 같이, 상기 범프층(24)의 내측 저면에 제 1도전부재(30)를 형성한 후, 이 제 1도전부재(30)의 저면부에 칩(40)을 실장하도록 한다.As shown in FIG. 5 (d), after the first conductive member 30 is formed on the inner bottom surface of the bump layer 24, the chip 40 is placed on the bottom surface of the first conductive member 30. It should be mounted.
그리고, 도 5(f)에 도시된 바와 같이, 상기 범프층(24)의 외측 저면에 제 2도전부재(50)를 형성하도록 한다.As shown in FIG. 5 (f), the second conductive member 50 is formed on the outer bottom of the bump layer 24.
상기 제1도전부재(30)는, 솔더볼, ACA(Anistopic Conductive Adhesive) 또는 ACF(Anistopic Conductive Film)중에 어느 하나를 사용할 수 있으나, 솔더볼을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The first conductive member 30 may be any one of a solder ball, an anistopic conductive adhesive (ACA), or an anistopic conductive film (ACF), but it is most preferable to use a solder ball.
상기 제2도전부재(50)는, 솔더볼을 사용하는 것이 바람직하며, 솔더볼의 형성은 솔더볼의 직접 접합 혹은 솔더 재료를 습식도금, 건식도금 및 스크린프린팅으로 1차 형성 시킨 후, 리플로우(Reflow)공정을 통해 범프층(24)의 저면에 구형상의 솔더볼을 형성하는 것이 가능하다. 또한 원기둥 형상의 솔더컬럼(Solder Column)을 사용할 수 있다.The second conductive member 50 is preferably a solder ball, and the solder ball may be formed by directly bonding the solder ball or first forming a solder material by wet plating, dry plating, and screen printing, and then reflowing. Through the process, it is possible to form a spherical solder ball on the bottom surface of the bump layer 24. It is also possible to use a cylindrical solder column.
이렇게 제작된 이미지센서(B)는, 종래 것과 본 발명의 것에 대한 제품사양을 나타내는 특성을 측정하여 본 결과 하기와 같은 데이터를 나타내고 있다.The image sensor B thus produced was measured as a result of measuring the characteristics representing the product specifications for the conventional one and the present invention, and as a result, the following data is shown.
상기 데이터에서 보는 바와 같이, 종래의 이미지 센서(A)에 비하여 본 발명의 이미지센서(B)의 두께 및 크기는 현저하게 얇아지고 작아졌으며, 성능에서도 향상 되었음을 알 수 있다.As can be seen from the data, the thickness and size of the image sensor B of the present invention are significantly thinner and smaller than the conventional image sensor A, and it can be seen that the performance is improved.
이하, 도 6(a) 내지 도 6(f)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 이미지 센서 제조방법을 살펴 보도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to a second embodiment of the present invention will be described as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (f).
도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 광투과기판(110)을 소정의 크기로 사각형상으로 가공한 후, 이 광투과기판(110)의 저면 중심부분에 사각형상의 공간부(122)를 갖는 간격유지용기판(120)을 접착하도록 한다.6 (a) and 6 (b), the light transmissive substrate 110 is processed into a rectangular shape with a predetermined size, and then a rectangular space is formed at the center of the bottom surface of the light transmissive substrate 110. Bonding the space maintaining substrate 120 having a portion 122.
이 때, 상기 광투과기판(110)의 재질은, 유리, 석영 또는 투광성 폴리머 중에 어느 하나를 사용하도록 할 수 있으나, 솔더볼을 사용하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the material of the light transmissive substrate 110 may be any one of glass, quartz or light transmitting polymer, but it is most preferable to use solder balls.
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상기 광투과용기판(110)과 간격유지용기판(120)은 별도로 분리되지 않은 하나의 광투과 재질을 사용하여 화학,기계적 연마를 통하여 공간부(122)를 형성하여 사용할 수도 있다.The light transmitting substrate 110 and the space keeping substrate 120 may be used by forming a space portion 122 through chemical and mechanical polishing using one light transmitting material that is not separately separated.
그리고, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 상기 간격유지용 기판(120)의 저면에 칩(140)과의 접착을 용이하게 하는 범프층(24)을 형성하도록 한다.As shown in FIG. 6 (c), the bump layer 24 may be formed on the bottom surface of the spacer 120 to facilitate adhesion with the chip 140.
상기 범프층(24)은, 접착층(25), 젖음층(26) 및 산화방지층(27)으로 이루어진 복합층인 것이 바람직하나, 단일층으로 형성하여도 무방하다.The bump layer 24 is preferably a composite layer composed of the adhesive layer 25, the wet layer 26, and the antioxidant layer 27, but may be formed as a single layer.
그리고, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 상기 범프층(124)의 외측 저면에 모듈(160)과 전기적으로 연결되도록 하는 제2도전부재(150)를 형성한다.As shown in FIG. 6 (d), a second conductive member 150 is formed on the outer bottom surface of the bump layer 124 to be electrically connected to the module 160.
그리고, 도 6(e) 및 도 6(f)에 도시된 바와 같이, 상기 범프층(124)의 내측 저면에 제 1도전부재(130)를 부착한 후, 이 제 1도전부재(130)의 저면부에 칩(140)을 실장한다.6E and 6F, after attaching the first conductive member 130 to the inner bottom surface of the bump layer 124, the first conductive member 130 may be attached. The chip 140 is mounted on the bottom surface.
상기 제 1도전부재(130)는, 솔더볼, ACA(Anistopic Conductive Adhesive) 또는 ACF(Anistopic Conductive Film)중에 어느 하나를 사용할 수 있으나, 솔더볼을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The first conductive member 130 may be any one of a solder ball, an anistopic conductive adhesive (ACA), or an anistopic conductive film (ACF), but it is most preferable to use a solder ball.
상기 제 2도전부재(150)로 솔더볼을 사용하는 것이 바람직하며 솔더볼의 형성은 솔더볼의 직접 접합 혹은 솔더 재료를 습식도금, 건식도금 및 스크린프린팅으로 1차 형성 시킨 후, 리플로우(Reflow)공정을 통해 범프층(124)의 저면에 구형상의 솔더볼을 형성하는 것이 가능하다. 또한 원기둥 형상의 솔더컬럼(Solder Column)을 사용할 수 있다.It is preferable to use a solder ball as the second conductive member 150, and the formation of the solder ball may be performed by first directly forming a solder ball or forming a solder material by wet plating, dry plating, and screen printing, and then reflowing the process. It is possible to form a spherical solder ball on the bottom surface of the bump layer 124 through. It is also possible to use a cylindrical solder column.
그리고, 상기 제 2도전부재(150)에, 모듈(160)에 실장하도록 한다.In addition, the second conductive member 150 is mounted on the module 160.
상기 제 2실시예에 의한 이미지센서(C) 역시 상기 제 1실시예에 따른 이미지센서(B)와 동일하게 [표 1]에 의한 동일한 크기 및 성능을 지니고 있다.The image sensor C according to the second embodiment also has the same size and performance as in Table 1, similarly to the image sensor B according to the first embodiment.
본 발명에 따른 제 1,제 2실시예에서, 상기 제 1,제 2도전부재(30)(130)(50)(150)로서, 솔더볼을 사용하는 것을 예를 들어서 도시하였으나, 이는 발명의 내용을 제한하는 것이 아니다.In the first and second embodiments according to the present invention, as the first and second conductive members 30, 130, 50 and 150, the use of solder balls is illustrated as an example. It is not limiting.
상기 제 1,제 2실시예에서 사용되는 칩(40)(140)은, 하나의 칩을 사용하여 이미지센서를 제조할 수 있을 뿐만아니라 넓은 기판을 사용하여 여러 개의 칩을 제 1도전부재(30)(130)로 접착한 후, 완성하여 각각의 칩별로 절단하여 한번 공정으로 여러 개의 이미지센서를 만들 수도 있다.The chips 40 and 140 used in the first and second embodiments may not only manufacture an image sensor using a single chip, but also use a wide substrate to connect a plurality of chips to the first conductive member 30. After adhering to the 130, it may be completed and cut by each chip to make several image sensors in a single process.
따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용하게 되면, 중심부분에 공간부를 형성하는 간격유지용기판을 광이 투과하는 광투과기판의 저면부분에 접착하여 고정하고, 이 간격유지용기판의 내측 저면에 범프층을 형성시켜 제1도전부재로 부착하여 칩을 실장하고, 상기 제1도전부재의 외측 저면에도 범프층을 형성시켜 제2도전부재로 부착하여 모듈에 실장하므로 이미지센서의 크기를 줄여주고, 구조를 간단하게 함으로써 생산성을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.Therefore, as described above, when the image sensor according to the present invention is used, the gap maintaining substrate forming the space portion at the center portion is adhered to and fixed to the bottom portion of the light transmitting substrate through which the light passes, and the gap maintaining vessel is fixed. A bump layer is formed on the inner bottom surface of the plate to attach the chip to the first conductive member, and a bump layer is formed on the outer bottom surface of the first conductive member to attach the second conductive member to the module. It is a very useful and effective invention for improving productivity by reducing the size and simplifying the structure.
도 1은 종래의 이미지 센서의 구조를 보인 도면이고,1 is a view showing the structure of a conventional image sensor,
도 2는 본 발명에 따른 이미지 센서의 분해 상태를 보인 도면이고,2 is a view showing an exploded state of the image sensor according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 이미지 센서의 조립 상태를 보인 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing an assembled state of the image sensor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 이미지 센서에서 제1도전부재가 기판에 접착된 상태를 상세하게 보인 도면이며,4 is a view showing in detail the state in which the first conductive member is bonded to the substrate in the image sensor according to the present invention,
도 5(a) 내지 도 5(f)는, 본 발명의 제 1실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 순차적으로 보인 도면이고,5 (a) to 5 (f) are views sequentially showing a manufacturing method of an image sensor according to a first embodiment of the present invention,
도 6(a) 내지 도 6(g)는, 본 발명의 제 2실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 순차적으로 보인 도면이다.6 (a) to 6 (g) are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing an image sensor according to a second embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
A,B,C : 이미지센서 10,110 : 광투과기판A, B, C: Image sensor 10,110: Light transmitting substrate
20,120 : 간격유지용기판 22,122 : 공간부20,120: space keeping substrate 22,122: space part
24,124 : 범프층 25,125 : 접착층24,124: bump layer 25,125: adhesive layer
26,126 : 젖음층 27,127 : 산화방지층26,126: Wet layer 27,127: Antioxidant layer
30,130 : 제1도전부재 40,140 : 칩30,130: first conductive member 40,140: chip
50,150 : 제2도전부재 60, 160 : 모듈50,150: second conductive member 60, 160: module
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